Srovės skirstytuvo grandinės paaiškinamos formulėmis ir praktine įranga

Kuriant elektroninę grandinę, yra daugybė situacijų, kai grandinei reikalingos skirtingos įtampos ir srovės šaltinių vertės. Pavyzdžiui, nustatant iš anksto nustatytą „Op-Amp“ įtampą, norint gauti reikalingas įtampos vertes, labai dažnai naudojama potencialų daliklio grandinė. Bet ką daryti, jei mums reikia konkrečios srovės vertės? Panašiai kaip įtampos daliklis, yra ir kitas grandinės tipas, vadinamas srovės dalikliu, kuris gali būti naudojamas dalinant bendrą srovę į kelias uždaroje grandinėje. Taigi, šioje pamokoje sužinosime, kaip sukurti paprastą srovės skirstytuvo grandinę naudojant varžinį metodą (naudojant tik rezistorius). Atkreipkite dėmesį, kad taip pat galima padaryti srovės skirstytuvą naudojant induktorius ir abiejų grandinių darbas bus tas pats.

Srovės daliklio grandinės veikimas

Rezistorius yra dažniausiai naudojamas pasyvus komponentas elektronikoje, todėl naudojant rezistorius labai lengva sukonstruoti srovės daliklį. Srovės daliklis yra linijinė grandinė, kuri padalija į srovę tekančią bendrą srovę ir sukuria padalijimą arba sukuria visos srovės dalį.

Pagal dabartinę daliklio taisyklę srovė, tekanti bet kuria lygiagrečia grandinės atšaka, bus lygi bendros srovės ir priešingo šakos pasipriešinimo ir bendro pasipriešinimo santykiui. Taigi pagal dabartinę daliklio taisyklę mes galime apskaičiuoti srovę, tekančią per šaką, jei žinome bendrą kitų šakų srovės ir varžos vertę. Tęsdami tai suprasime daugiau.

Dabartinį daliklį galima lengvai sukurti naudojant KCL (dabartinis Kirchhoffo įstatymas) ir Ohmo įstatymą. Pažiūrėkime, kaip vyksta šis padalijimas į lygiagrečiai sujungtą varžinę grandinę.

Aukščiau pateiktame paveikslėlyje du 1 Ohmo rezistoriai yra lygiagrečiai sujungti, tai yra R1 ir R2. Šie du rezistoriai dalijasi per rezistorių tekančią bendrą srovę. Kadangi įtampa šiuose dviejuose rezistoriuose yra vienoda, srovę, tekančią per kiekvieną rezistorių, galima apskaičiuoti naudojant srovės daliklio formulę

Taigi bendra srovė yra I _{Iš viso} = I _R1 + I _R2 pagal dabartinį Kirchoffo įstatymą.

Dabar, norėdami rasti kiekvieno rezistoriaus srovę, mes naudojame kiekvieno rezistoriaus omo dėsnį I = V / R. Tokiu atvėju, I _R1 = V / R1 ir I _R2 = V / R2

Todėl, jei šias reikšmes naudosime I _Total = I _R1 + I _R2, visa srovė bus

Bendra srovė = V / R1 + V / R2 = V (1 / R1 + 1 / R2)

Taigi, V = I _viso (1 / R1 + 1 / R2) ^-1 = I _viso (R1R2 / R1 + R2)

Taigi, jei mes galime apskaičiuoti bendrą atsparumą ir bendrą srovę, tada naudodami pirmiau pateiktą formulę, mes galime gauti padalytą srovę per rezistorių. Į srovės daliklis taisyklė formules apskaičiuoti už srovė per R1 gali būti teikiama kaip

I _R1 = V / R1 = I _viso I _R1 = I _viso (R2 / (R1 + R2))

Panašiai dabartinės daliklio taisyklės formulės, skirtos apskaičiuoti srovei per R2, gali būti pateiktos kaip

I _R2 = V / R2 = I _viso I _R2 = I _viso (R1 / (R1 + R2))

Todėl, kai rezistorių yra daugiau nei du, reikia apskaičiuoti bendrą arba lygiavertį pasipriešinimą, kad būtų galima sužinoti kiekvieno rezistoriaus padalytą srovę pagal formulę

Aš = V / R

Bandymas srovės skirstytuvo grandinės aparatinėje įrangoje

Pažiūrėkime, kaip šis dabartinis daliklis veikia realiu scenarijumi.

Pirmiau pateiktoje schemoje yra trys rezistoriai, kurie yra prijungti prie pastovaus arba pastovaus 1A srovės šaltinio. Visi rezistoriai yra įvertinti kaip 1 omai. Todėl R1 = R2 = R3 = 1 omai.

Ši grandinė išbandoma skydinėje, sujungiant rezistorius po vieną lygiagrečios konfigūracijos būdu su 1A pastovios srovės šaltiniu, sujungtu per grandinę. Taip pat galite patikrinti šią paprastą nuolatinės srovės grandinę, kad sužinotumėte, kaip veikia srovės šaltinis ir kaip jį sukurti savarankiškai. Žemiau esančiame paveikslėlyje grandinėje yra prijungtas vienas rezistorius.

Kai srovė yra sujungta per rezistorių, daugiametre srovė rodo 1A. Tada pridedamas antras 1 omų rezistorius. Srovė sumažėjo iki pusės, maždaug 500mA kiekviename rezistoriuje, kaip parodyta žemiau

Kodėl taip atsitiko? Sužinokime naudodami dabartinį daliklio skaičiavimą. Kai lygiagrečiai sujungiami du 1 Ohmo rezistoriai, lygiavertis varža bus -

R _ekvivalentas = (1 / (1 / R1 + 1 / R2)) = (1 / (1/1 + 1/1) = 0,5 omai

Todėl, kai du 1 Ohmo varža sujungiami lygiagrečiai, ekvivalentinė varža tapo 0,5 omo. Taigi srovė per R1 yra

I _R1 = I _viso (R _ekvivalentas / R1) I _R1 = 1A (0,5 omo / 1 omo) = 0,5 ampero

Tas pats srovės kiekis teka per kitą rezistorių, nes R2 yra tas pats 1 omų rezistorius, o srovė yra pastovi iki 1A. Multimetras rodo maždaug 0,5 ampero, kuris teka per du rezistorius.

Dabar grandinėje prijungtas papildomas 1 omų rezistorius. Multimetras rodo, kad maždaug 0,33 A srovė teka per kiekvieną rezistorių.

Kadangi yra trys lygiagrečiai sujungti rezistoriai, išsiaiškinkime lygiavertį trijų lygiagrečiai sujungtų rezistorių varžą

R _lygiavertės = (1 / (1 / R1 + 1 / R2 + 1 / R3)) R _ekvivalentas = (1 / (1/1 + 1/1 + 1/1)) R _ekvivalentas = 1/3 R _lygiavertės = 0.33 Omai

Dabar srovė per kiekvieną rezistorių, IR = I _viso (R _ekvivalentas / R1) IR = 1 amperas x (0,33 omo / 1 omas) IR = 0,33 ampero

Multimetras rodo, kad kiekviename rezistoriuje teka maždaug 0,33 Amp, nes visi rezistoriai yra 1 Ohm vertės ir prijungti grandinėje, kur srovės srautas yra fiksuotas 1A. Taip pat galite žiūrėti vaizdo įrašą puslapio pabaigoje, kad patikrintumėte, kaip veikia grandinė.

Dabartinės skirstytuvo programos

Pagrindinis srovės skirstytuvo panaudojimas yra visos grandinėje esančios srovės dalis. Tačiau kai kuriais atvejais komponentas, naudojamas srovei perkelti, turi ribą, kiek srovės iš tikrųjų teka per komponentą. Dėl viršsrovės padidėja šilumos išsiskyrimas, taip pat sumažėja komponentų gyvenimo trukmė. Naudojant srovės daliklį, srovę, tekančią per komponentą, galima sumažinti iki minimumo, taigi galima naudoti mažesnį komponento dydį.

Pavyzdžiui, tuo atveju, kai reikalinga didesnė rezistoriaus galia; lygiagrečiai pridedant kelis rezistorius, sumažėja šilumos išsiskyrimas, o mažesnio galingumo rezistoriai gali atlikti tą patį darbą.